机械化上向水平分层充填法在低品位缓倾斜多层金矿脉开采中的应用

低品位、缓倾斜、多层金矿脉的开采一直是采矿工程中的难点,国内外安全高效、低贫损的成功开采事例极少。柿树底金矿缓倾斜矿体品位极低且多条矿脉分支复合严重、开采技术难度极大,多年的空场法开采遗留了大规模的采空区群、严重威胁深部采场作业安全,亟需转型升级为更加安全高效的充填采矿法。经过多方案技术经济对比,优选机械化上向水平分层充填法作为主体开采方案,配置凿岩台车、铲运机等机械化装备减少人工成本,采用单步骤间隔回采、非胶结充填工艺最大程度地降低充填成本,实现了低品位、缓倾斜、多层金矿脉的安全高效、低贫损和低成本开采,采场生产能力可达197t/d、回采率89.9%、贫化率7.27%、采矿成本55.29元/t、充填成本仅3.17元/t。机械化上向水平分层充填法在柿树底金矿的成功应用,为国内外低品位、缓倾斜、多层金矿脉的安全高效开采的提供了新的思路。     

厚煤层大采高开采端面稳定性分析

为了对厚煤层大采高端面稳定性有个正确的认识,采用理论分析和数值模拟方法,对厚煤层大采高开采端面稳定进行研究,得出支架工作阻力、煤岩体的力学性质、煤层倾角是端面稳定的主要影响因素。同时提出控制端面稳定的相应措施,通过顶板注浆,提高顶板的强度、适当提高支护阻力是防止端面冒落的有效措施。     

基于MATLAB定量分析采场复杂力学问题的方法研究

以煤矿地下开采实测数据或数值模拟输出数据为基础,以采场顶板“梁模型假说”为背景,利用MATLAB软件在曲线拟合、多项式插值、微积分和求方程解等方面的强大功能,将实测或数值计算得出的采场顶梁载荷的离散数据拟合成曲线函数,并通过积分找出梁上剪力和弯矩的分布曲线,求出剪力值和弯矩值,同时通过求根的方法解出剪力和弯矩最大值,找出剪力和弯矩最大值的位置,实现采场顶梁受非线性分布载荷作用下的复杂力学问题的定量分析,为预测顶梁破坏提供了更为精确的方法。     

不稳固缓倾斜薄至中厚矿体上向进路充填采矿法

针对不稳固缓倾斜薄至中厚矿体开采技术难题,通过调研类似矿体采矿方法,确定采用上向进路充填采矿法,采取二期进路分层交叉接顶压顶和先期导硐后期扩压回采工艺,采用土工布钢骨架式柔性透水式充填挡墙。通过工业试验,上向进路充填采矿法采矿贫化率≤4.3%,采矿损失率≤3.7%,进路生产能力≥105t/d,取得了良好的技术经济指标,适用于赋存形态复杂的不稳固缓倾斜薄至中厚矿体。     

复杂采空区条件下井下通风系统模拟仿真与优化

庙岭金矿井下采空区规模庞大,大量的废弃巷道和未处理采空区,导致井下通风风流紊乱、漏风量大、通风效果差、主扇运转效率低。基于变权重与可变模糊集耦合模型对现有复杂采空区进行了稳定性风险评估,通过对安全风险较大的采空区进行充填治理、对风险一般的采空区和废弃巷道进行封闭,大大减少了漏风和串风现象。增设459 m平硐作进风通道,将原单翼对角式通风系统优化为双翼对角式通风系统,大大缩短了通风线路,改善了进风质量。基于Ventsim的矿井通风网络模拟与仿真,解算了容易时期和困难时期机械通风所需的风压。在充分利用现有风机和新增少量采掘工程的基础上,有效改善了风流质量,保障了通风效果,节约了系统改造投资成本。     

冻融循环对全尾砂固结体强度与微观孔结构的影响

通过实验室试验,对冻融循环作用下全尾砂固结体强度与孔结构演化规律进行了研究。以含有自制胶凝材料TC-Ⅰ的全尾砂固结体为试验对象,运用抗折抗压试验机与压汞仪分别对标准养护条件下与冻融20次后的试件进行了力学与压汞试验,并通过理论推导得出损伤量D。研究结果表明:养护3d时的强度低于其冻融20次的强度,7d后的强度有所反超;标准养护条件下的孔隙率、总孔隙量、孔总面积、平均孔径4个全尾砂固结体内部孔结构参数均随养护时间的增长而减小,冻融循环20次后的孔结构参数变化规律与之相反,且其推导出的损伤量D与强度关系为:D=-0.184σ+0.5479;从强度与孔结构参数变化规律可以看出,35g/L的防冻剂掺量降低了冻融循环对全尾砂固结体的破坏作用。     

充填体宏细观多尺度温度-强度耦合特性研究

尾砂胶结排放技术作为尾砂处置利用的一种新形式，主要应用在干旱少雨的地方，充填体长时间暴露于高温环境中，围绕这一特点，针对尾砂胶结充填体开展了多尺度温度-强度耦合特性研究。研究结果表明：水化反应早期，高温养护能够促进胶凝材料水化反应，从而提高充填体强度，但对充填体后期强度会造成负面影响；高温养护对充填体早期和后期的水化产物量呈现出不同的影响，但并不会影响水化产物的种类。水化产物的增加会使得充填体的结构更致密、颗粒之间的联结更为牢靠，细观上表现为SEM图像呈现出的结构更为紧凑，宏观上则表现为强度的提升和孔隙率的降低。     

组锚注浆控底技术在底鼓治理中的应用

为了解决软岩巷道的底鼓问题,提出了组锚注浆控底技术。通过数值模拟及现场矿压监测,对某矿120石门采用组锚注浆控底技术的效果进行了分析与研究,结果表明:组锚注浆技术能够有效减小巷道底鼓量,同时帮顶变形量小,控底效果良好,巷道围岩最大主应力分布状态得到改善,锚索的高抗拉强度优势得以发挥。